JP4700444B2 - 圧延機の走間板厚変更時の板厚制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、熱間または冷間における圧延機の走間板厚変更時の板厚制御方法に関するものである。

圧延機で走間板厚変更を行う場合には、先行鋼板と後行鋼板との接続点付近で圧延機のロールギャップを変更する必要がある。従来は後行鋼板のロールギャップ設定値を計算により求めておき、図１の上段に示すように、走間板厚変更が始まったらロールギャップがこの設定値となるようにロールギャップ制御を行っていた。しかしロールギャップ設定計算は圧延する鋼板の実際の材質変動や、前工程のオフゲージ混入、鋼板の弾性変形等により、不可避的な誤差を有し、必ずしも後行鋼板の目標板厚に見合う値とならないことが多かった。

また圧延機では常にＡＧＣ（自動板厚制御）が作動している。このため、上記のロールギャップ設定の誤差はＡＧＣにより補正され、ハンチングを繰り返しながら最終的には後行鋼板の目標板厚に見合うようにロールギャップが調整される。しかし図１の下段に示すように、後行鋼板の目標板厚に到達するまでに長い板厚オフゲージが発生していた。

この問題を解決するために、特許文献１には圧延機全体のモニタＡＧＣと各ロールスタンドの圧延荷重に基づいた比例積分制御によるゲージメータＡＧＣとを組み合せた板厚制御方法が提案されている。また特許文献２には、ロールギャップ設定誤差を補正しながら板厚オフゲージの発生区間を短縮する板厚制御方法が提案されている。
特開昭６０−１７７９０８号公報 特開平１１−２２６６１９号公報

しかしながら、上記したいずれの従来技術でも板厚オフゲージの発生をミニマム化する根本的な対策とはなり得ていない。例えばゲージメータＡＧＣを用いる場合にはミル剛性の予測誤差による不可避的な板厚逆算誤差が伴い、また比例積分制御による場合には制御のオーバーシュートのため、十分なオフゲージ低減効果は得られない。またタンデム式圧延機の場合には圧延機全体後面の板厚計を用いたモニタＡＧＣが一般的であるが、ロールギャップ操作の結果が板厚変化となって現れるロール直下から先の板厚計までの距離を鋼板が移送される時間は遅れ時間となるため、その距離に相当する長さ以下にオフゲージを低減することは困難である。

従って本発明の目的は、ロールギャップ制御のオーバーシュートの影響を最小化し、板厚オフゲージの発生をミニマム化することができる圧延機の走間板厚変更時の板厚制御方法を提供することである。

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、ロールギャップの目標値を設定しそれに向けて制御するのではなく、走間板厚変更開始時はロールギャップは開方向か閉方向か、方向のみ設定してロールギャップの開または閉動作を開始し、後行の鋼板板厚が目標板厚あるいは目標板厚に対してあらかじめ定めた誤差範囲の板厚となった時点でロールギャップ動作を停止し、当該スタンド後面板厚計を用いたモニタＡＧＣを開始することで、オフゲージ発生が極めて少なくなることを見出した。

上記の知見に基づいてなされた請求項１の発明は、後行鋼板の板厚の測定を、当該スタンド入側板厚計、入側板速計、出側板速計を用いたマスフロー演算により行う電動圧下式の圧延機の走間板厚変更を行う際に、ロールギャップ設定動作は動作方向のみを設定して走間板厚変更開始と同時に該動作方向に動作し、後行鋼板の板厚が目標板厚に到達したときに該ロールギャップ設定動作を停止し、ＡＧＣによる板厚制御を行うことを特徴とするものである。また請求項２の発明は、後行鋼板の板厚の測定を、当該スタンド入側板厚計、入側板速計、出側板速計を用いたマスフロー演算により行う電動圧下式の圧延機の走間板厚変更を行う際に、ロールギャップ設定動作は動作方向のみを設定して走間板厚変更開始と同時に該動作方向に動作し、後行鋼板の板厚が目標板厚に到達する直前に該ロールギャップ設定動作を停止し、ＡＧＣによる板厚制御を行うことを特徴とするものである。なお、ロールギャップ設定動作中はＡＧＣによる板厚制御をオフとすることが好ましい。

請求項１の発明によれば、後行鋼板の板厚が目標板厚に到達したときに該ロールギャップ設定動作を停止しＡＧＣによる板厚制御に移行するので、ロールギャップ制御のオーバーシュートの影響を避けながら速やかに後行鋼板の板厚を目標板厚に制御することができる。また請求項２の発明によれば、後行鋼板の板厚が目標板厚に到達する直前に該ロールギャップ設定動作を停止するので、ロールギャップのソフトランディングが可能となる。この場合、後行鋼板の板厚が目標板厚の±５％の範囲に達したときにロールギャップ設定動作を停止することが好ましい。さらに請求項３の発明によれば、ロールギャップ制御とＡＧＣとが重複することによるオーバーシュートがなくなり、板厚オフゲージの発生をミニマム化することが可能となる。さらに本発明によれば、後行鋼板の板厚が目標板厚に到達するタイミングが遅れなく検出できるので好ましい。

以下に本発明の実施形態を示す。
図２は本発明の実施形態を示す概念図であり、複数の圧延スタンドを備えた圧延機で鋼板を冷間または熱間で連続的に圧延している状態が示されている。第1スタンドには、スタンドの入側板厚計６、入側板速計７、出側板速計８により計測されたスタンド入出側の圧延速度およびスタンド入側の板厚から計算するマスフロー板厚演算装置１が設置されており、定常運転中のロールギャップはこれと連動したＡＧＣ２により制御され、目標板厚を維持している。なお板厚の測定は必ずしもマスフロー板厚演算に限定されるものではなく、Ｘ線板厚計等を用いてもよい。しかしマスフロー板厚演算の方が、圧延ロール直下の板厚を計算測定することになり、制御の遅れが少なくなるので好ましい。圧下手段は電動圧下式であっても油圧圧下式であってもよいが、本発明は圧下変更に時間を要する電動圧下式の場合に特に有効である。

板厚が異なる先行鋼板と後行鋼板とを接続して走間板厚変更を行う際には、後行鋼板の板厚に見合うロールギャップ目標値を計算し、走間スケジュール変更装置３による走間板厚変更開始と同時に圧下変更装置４がロールギャップ設定動作を開始する。従来は図１に示したように後行鋼板ロールギャップ目標値にまでロールギャップを変更していたのに対して、本発明ではロールギャップ設定動作はロールギャップの絶対値は設定せずに動作方向のみを設定し、走間板厚変更開始と同時に設定された方向に動作する。すなわち後行鋼板の板厚が薄い場合には、図３の上段に示すようにロールギャップを閉じ、逆の場合にはロールギャップを開く。

圧下変更終了装置５はマスフロー板厚演算装置１により演算された後行鋼板の板厚を目標板厚と比較し、目標板厚に到達したとき圧下変更装置４によるロールギャップ設定動作を停止してＡＧＣ２による板厚制御に変更する。その後は従来と同様にモニタAGCが後行鋼板の板厚を設定板厚に維持するための制御動作に委ねる。この方法により図３の下段に示すように後行鋼板の板厚は速やかに目標値に収束し、板厚オフゲージの発生をミニマム化することができる。

以上に説明した請求項１の発明では後行鋼板の板厚が目標板厚に到達したとき、ロールギャップ設定動作を停止したが、請求項２の発明では後行鋼板の板厚が目標板厚に到達する直前に圧下変更終了装置５がロールギャップ設定動作を停止し、モニタＡＧＣによる板厚制御を行う。具体的には、後行鋼板の板厚が目標板厚の±５％の範囲に達したときにロールギャップ設定動作を停止することが好ましい。このように目標板厚に到達する直前に早めにモニタＡＧＣによる板厚制御に移行することによって制御切替時の乱れを抑制し、ロールギャップのソフトランディングを図ることができる。

なお、モニタＡＧＣによる板厚制御は走間板厚変更時間中にも連続させてもよいが、モニタＡＧＣによる板厚制御をロールギャップ設定動作と並列させるとロールギャップ設定動作に余計な外乱が入るおそれがある。このため図３の下部に示したようにロールギャップ設定動作中はモニタＡＧＣをオフにすることが好ましい。これにより目標板厚到達後のオーバーシュートも防止することができ、板厚オフゲージの発生をより短縮することができる。

以上に説明したように、本発明の走間板厚変更時の板厚制御方法によれば、ロールギャップ設定動作のオーバーシュートを防止して後行鋼板の板厚を目標板厚に速やかに収束させることができる。これにより板厚オフゲージの発生量を従来の半分程度にまで短縮することができる。図４は板厚公差が±５％である鋼板の場合についてのオフゲージ長さの実績を、従来法における実績（これを１とする）と比較したグラフであり、本発明による効果が明らかである。

従来法におけるロールギャップ開度と鋼板板厚との時間的変化を示すグラフである。 本発明の実施形態を示す概念図である。 本発明法におけるロールギャップ開度と鋼板板厚との時間的変化を示すグラフである。 オフゲージ長さの実績を従来法と比較したグラフである。

符号の説明

１ マスフロー板厚演算装置
２ ＡＧＣ
３ 走間スケジュール変更装置
４ 圧下変更装置
５ 圧下変更終了装置
６ 入側板厚計
７ 入側板速計
８ 出側板速計

Claims (3)

1. 後行鋼板の板厚の測定を、当該スタンド入側板厚計、入側板速計、出側板速計を用いたマスフロー演算により行う電動圧下式の圧延機の走間板厚変更を行う際に、ロールギャップ設定動作は動作方向のみを設定して走間板厚変更開始と同時に該動作方向に動作し、後行鋼板の板厚が目標板厚に到達したときに該ロールギャップ設定動作を停止し、ＡＧＣによる板厚制御を行うことを特徴とする圧延機の走間板厚変更時の板厚制御方法。
2. 後行鋼板の板厚の測定を、当該スタンド入側板厚計、入側板速計、出側板速計を用いたマスフロー演算により行う電動圧下式の圧延機の走間板厚変更を行う際に、ロールギャップ設定動作は動作方向のみを設定して走間板厚変更開始と同時に該動作方向に動作し、後行鋼板の板厚が目標板厚に到達する直前に該ロールギャップ設定動作を停止し、ＡＧＣによる板厚制御を行うことを特徴とする圧延機の走間板厚変更時の板厚制御方法。
3. ロールギャップ設定動作中はＡＧＣによる板厚制御をオフとすることを特徴とする請求項１又は２記載の圧延機の走間板厚変更時の板厚制御方法。

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